1 ИНФОРМАТИКА КАК НАУКА И ОТРАСЛЬ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

1.1 ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Информатика – это научная дисциплина и область научно-технической деятельности, занимающаяся вопросами сбора и обработки информации.

Сбор информации – это действия, не приводящие к изменению смыслового содержания, ценности, секретности информации – измерение, съем, восприятие, накопление, передача, хранение, упорядочение, преставление (отображение) и т.д.

Обработка информации – это действия, связанные с изменением качественных показателей (свойств) информации (преобразование, сокращение объема, сжатие, распознавание, кодирование, генерирование, защита, выделение полезной информации, принятие решения) и направленные на изменение смысла, ценности, полезности, важности, секретности, эстетического содержания, получение новых сведений из имеющихся.

Под информацией понимается совокупность содержательных сведений, новых знаний, которые могут быть выработаны, собраны, переданы, сохранены и переработаны. Информация как набор сведений, знаний может существовать в статической или динамической форме.

Материальными носителями информации, существующей в статической форме, являются различные символы (в частности, цифры, буквы), записи, изображения и т.п.

Материальными носителями информации, существующей в динамической форме, являются сигналы. Под ними понимаются любые физические процессы, параметры которых содержат информацию.

Данные – это любой набор символов и представляемых ими записей, изображений, сигналов как носителей информации, рассматриваемый безотносительно к их содержательному смыслу.

Информатика, как фундаментальная научная дисциплина, занимается изучением, анализом информационных структур и процессов различных материальных объектов, а как прикладная дисциплина – созданием соответствующих средств – технических (hardware), алгоритмических (brainware), программных (software), их реализующих. При этом структуры характеризуют статику (материальную базу) объектов, а процессы –динамику их функционирования.

Информационный процесс – это последовательность действий сбора, обработки, выделения и использования информации в процессе функционирования и взаимодействия материальных объектов. Можно выделить важные разновидности информационных процессов, определяемые видом данных и операциями над ними:

• измерительно-вычислительные: исходными данными являются физические сигналы или числа, выходными – числовые результаты, а основные операции – измерительные и вычислительные;

• логико-управленческие: данные имеют фактографический (описательный) характер, представляются целыми числами, логическими переменными или символьными текстами, а основными операциями являются логические преобразования и выводы, в частности, управленческие, основанные на алгоритмических правилах принятия решений;

• лингвистические (логико-лингвистические): данные представляются в виде языковых конструкций, а основные операции связаны с переводом, с трансляцией с одного языка на другой;

• интеллектуальные: данные заменяются знаниями, а основные операции сводятся к получению новых знаний из имеющихся.

Индустрия информатики – отрасль народного хозяйства, занимающаяся созданием разнообразных средств сбора и обработки информации (аппаратные, модельные, алгоритмические и программные средства), обеспечением их эффективного применения и технического обслуживания, а также предоставлением различных информационные услуг с помощью этих средств. Как каждая промышленная отрасль, она является комплексной, объединяющей науку, производство и применение в единую систему для оснащения народного хозяйства высокопроизводительной и надежной информационной техникой, прежде всего вычислительной, программными средствами к ней, методами вычислений и моделирования.

Продукты труда индустрии информатики образуют различные информационные системы и сети или включаются в них. Под информационными системами понимается совокупность взаимосвязанных, упорядоченных технических (аппаратных), алгоритмических, программных и прочих средств, объединенных общим назначением, законами и целями функционирования для решения различных научных и практических задач на основе автоматизации процессов сбора, обработки, выделения и использования информации.

В сетях эти процессы выполняются с помощью распределенных в пространстве элементов. В дальнейшем будем рассматривать технические средства, используемые автономно или в качестве составных элементов информационных систем.

1.2 Информационная технология

Технология – это область знаний, занимающаяся изучением, созданием, внедрением и применением методов, процессов, способов, действий, правил и навыков, используемых для получения какого-либо вида продукции (продукта производства) в любой сфере деятельности и совокупность самих методов, способов и т.д.

Информационная технология – это совокупность научных дисциплин, занимающихся изучением (созданием, внедрением и применением) методов (способов, действий, процессов, правил, навыков), используемых для получения новых сведений, знаний, для сбора и обработки информации с целью удовлетворения информационных потребностей народного хозяйства и общества в требуемом объеме и совокупность этих методов, способов, действий и т.д.

Как и любая материальная, информационная технология должна удовлетворять некоторой совокупности требований и критериев ее качества, важнейшие из которых – массовость, максимальное приближение реальных значений характеристик продукта производства к предельно возможным.

Технологический процесс – это последовательность физических действий (технологических операций), направленных на получение заданной продукции (продукта производства). Каждое из них основано на использовании каких-либо естественных процессов (физических, химических, биологических и др.) и человеческой деятельности.

Под технологической операцией в общем случае обычно понимают часть технологического процесса, выполняемую над одним или несколькими одновременно обрабатываемыми или собираемыми объектами, на одном рабочем месте, одним или группой рабочих либо, в условиях автоматизированного или автоматического производства, под наблюдением рабочего или автомата.

Тогда информационную технологическую операцию можно определить как функциональную завершенную часть информационного технологического процесса, выполняемую над одними и теми же данными одним или группой средств и (или) операторов.

Информационный технологический процесс существенно зависит от организации обслуживания пользователей имеющимися ресурсами, от вида этих ресурсов и оформления их в виде отдельных структурных единиц. Например, в системах управления и статистики такими структурными единицами являются автоматизированные рабочие места (АРМ), вычислительные центры (ВЦ) предприятий и их подразделений, ВЦ коллективного пользования.

В последние годы не только за рубежом, но и в нашей стране наметился переход к применению на каждом рабочем месте, связанном со сбором и обработкой данных, персональных ЭВМ, включаемых в соответствующую информационную систему или сеть и автоматизирующих отдельные технологические операции и их группы.

В литературе часто пишут о новых информационных технологиях при решении различных задач. При этом новизну чаще всего объясняют компьютеризацией, автоматизацией технологии решения конкретных задач на основе использования современных средств вычислительной, измерительной и организационной техники.

Новизна любой технологии, и особенно информационной, определяется не столько новизной аппаратного обеспечения используемых для ее автоматизации технических средств, сколько качественно новыми технологическими приемами, которые удается внедрить с применением этих средств. (Это легко иллюстрируется ответом на вопрос, насколько качество литературного произведения, телевизионной передачи, фотографии, включающее не только эстетические, но, прежде всего смысловые и прочие критерии, зависит от качества бумагии оргтехники, теле- и фотоаппаратуры, то есть технических средств, используемых для их создания и восприятия).

Так, например, во многих задачах исследования, проектирования и управления новизна связана с тем, насколько удачно для решения стоящих задач удается применить (найти и использовать) адекватную решаемой задаче триаду вида: "Математическая или логическая модель → алгоритм → программа", либо "имеющиеся знания → правила выводов (исчислений) → новые знания, решения, проекты", либо их комбинации. Однако понятно, что реализация тех или иных новшеств зависит от того, насколько используемые технические средства позволяют это делать и насколько они стимулируют поиски действительно новых технологий.

Технические средства информатики – это совокупность систем, машин, приборов, механизмов, устройств и прочего оборудования, предназначенных для автоматизации различных технологических процессов информатики, причем таких, выходным продуктом которых являются именно информация (сведения, знания) или данные, используемые для удовлетворения информационных потребностей в разных областях предметной деятельности общества.

Технические средства сбора и обработки информации – это группа средств, применяемых для выполнения и автоматизации информационных технологических процессов, то есть только для сбора, обработки данных, выделения и использования информации. Рассмотрим лишь средства, выполняющие функции самостоятельных единиц, реализующих отдельные локальные технологические процессы или крупные комплексы операций в них. Блоки, функциональные узлы и элементная база рассматриваются лишь в той мере, в какой они необходимы как составляющие компоненты этих самостоятельных единиц.

Автоматические и автоматизированные информационные системы должны осуществлять и автоматизировать более широкий класс технологических процессов информатики – технологических процессов решения конкретных научных и практических задач, возникающих в различных отраслях науки и народного хозяйства и содержащих составной частью соответствующий информационный технологический процесс. Хотя автоматизированные информационные системы функционируют с участием человека, их считают техническими средствами информатики, как искусственные, то есть не созданные природой, аппаратные, алгоритмические, программные и прочие их компоненты. Человек (оператор или лицо, принимающее решение) рассматривается лишь как интеллектуальное средство выполнения отдельных технологических операций.